3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРИБОРОВ И АППАРАТУРЫ

3.1 Термопреобразователь сопротивления ТСМТ 101

По заданной температуре t = 112°C, а также с учетом работы прибора в комплекте со вторичным прибором логометром, который нам дан, выбираем первичный преобразователь ТСМТ 101(рисунок 2) для измерения температуры.

Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Металлы, как известно, увеличивают при нагреве свое сопротивление. Следовательно, зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о температуре проводника.

Рисунок 2 – Термопреобразователь сопротивления типа ТСМТ 101.

Термометры сопротивления имеют специальную арматуру, которая состоит из электроизоляции, защитного чехла и головки для присоединения внешних проводов. Арматура изолирует чувствительный элемент термометра, обеспечивает необходимую прочность термометра и возможность закрепления его в месте установки. Для закрепления термометров в месте установки они имеют подвижны или неподвижный штуцер с резьбой [3].

Термопреобразователь сопротивления типа ТСМТ 101 предназначен для измерения температуры жидких и газообразных химически неагрессивных сред, а также агрессивных, не разрушающих материал защитного чехла. Основными критериями выбора термометра сопротивления типа ТСМТ 101 были невысокая температура измерения, а также дешевизна меди, из которой изготовлен чувствительный элемент. В таблице 3 приведены основные технические характеристики термометра сопротивления типа ТСМТ 101 [4].

Таблица 3 – Технические характеристики термопреобразователя сопротивления типа ТСМТ 101

Наименование	Значение
Диапазон рабочих температур	от -50 до 180°С
Время термической реакции	20-30 с
Диапазон условных давлений	0 – 6.3 МПа
Класс допуска	В, С
Материал защитного чехла	С10 – сталь 12Х18Н10Т
Диаметр рабочей части	8; 10 мм

3.2 Логометр л-64

Магнитоэлектрический логометр является одним из вторичных промышленных приборов, работающих в комплекте с термометрами сопротивления.

Принцип действия прибора основан на измерении отношения сил токов, протекающих в двух параллельных электрических цепях, питаемых от постороннего источника постоянного тока, в каждую из которых включено по одной рамке.

Логометр имеет подвижную часть, состоящую из двух жестко скрепленных под небольшим углом рамок, поворачивающихся на опорах около вертикальной оси в неравномерном магнитном поле постоянного тока. Подвижная часть логометра не имеет пружинок для ее уравновешивания, которое достигается здесь посредством взаимодействия противоположно направленных вращающихся моментов рамок. Показания логометра практически не зависят от колебаний напряжения источника питания, что является достоинством прибора.

Рисунок 3 – Принципиальная схема логометра.

На рисунке 3 показана схема логометра с термометром сопротивления R_т источником питания Б. Меж­ду полюсными наконечника­ми постоянного магнита, име­ющими овальную выточку, расположен стальной цилин­дрический сердечник, образующий с ним и переменный по ширине воздушный зазор, постепенно уменьшающий магнитную индукцию от се­редины наконечников к их краям. В зазорах перемеща­ются одинаковые скрещенные под небольшим углом R_р1 и R_р2 из тонкого изолированного провода, жестко скрепленные между собой и с указательной стрелкой прибора.

Измерительная схема логометра состоит из параллель­ных цепей I и II, питаемых от источника тока Б. В цепь I включены рамка R_р1 , и резистор R, а в цепь II – рамка R_р2, термометр сопротивления R_т и соединительная линия R_л. Через рамки логометра R_р1 и R_р2, протекают токи I₁ и I₂, обратно пропорциональные сопротивлениям цепей I и II, образующие магнитные поля. Взаимодействие последних с полем основного магнита создает вращающие моменты М₁ и M₂, действующие на рамки в противоположных направлениях.

Рисунок 4 – Электрическая схема логометра Л-64

Логометр типа Л-64 с трехпроводным включением тер­мометра сопротивления имеет элек­трическую схему, показанную на рисунке 4. Здесь логометр совме­щен с неуравновешенным мостом для увеличения чувствительности, возможности осуществления тем­пературной компенсации и легко­сти получения шкалы на задан­ный диапазон показаний путем подбора сопротивлений плеч мо­ста. Постоянные резисторы R1 — R3 образуют три плеча моста, причем сопротивления резисторов R1 и R3 одинаковы. В четвертое плечо включены: постоянный ре­зистор R4, термометр сопротивле­нии R_т и один соединительный провод с подгоночным резисто­ром R_п2. Второй провод с подго­ночным резистором R_п1 относится к плечу R2. Рамки R_р1 и R_р2 логометра подключены к диагонали моста ab. Во вторую диагональ подается постоянный ток напряжением 4В от источника сетевого питания ИП.

Мост находится в состоянии равновесия при сопротивлении термометра, соответствующем середине шкалы прибора. При отклонении измеряемой температуры от значения, отвечающей средней отметке шкалы, равновесие моста будет нарушаться. Повышение температуры, т.е. возрастание сопротивления термометра, приводит к уменьшению тока в рамке R_р2 и увеличению тока в рамке R_р1, а понижение температуры – к обратному изменению токов в рамках. Возникающая разность вращающихся рамок заставляет подвижную часть поворачиваться в ту или иную сторону до наступления нового равновесия, обусловленного выравниванием моментов из-за переменной ширины воздушного зазора.

Логометр выпускается для термометров сопротивления градуировочных характеристик гр. 21—23. Диапазоны показаний у него те же, что и у автоматических уравновешенных мостов. Шкала прибора профильная, длиной 130 мм [3].